JPH08212284A - 駆動制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス幅変調調整器はまた、コイルを駆動す
るための早く、かつ効果的な作動を提供する。 【解決手段】 目標物がバーコード記号であるかを決定
し、もしそうなら、その記号が１次元か２次元かを決定
する。２次元記号に対して、スキャナはその記号に走査
パターンを合わせ、そして、その走査パターンを、その
記号の先頭エッジと底部エッジまでだけで、それを超え
ない範囲で、広げる。またスキャナは、走査要素を駆動
し、走査要素からフィードバック信号をピックアップす
るためのコイルを用いるマイクロプロセッサ制御走査エ
ンジンを持つ。走査エンジンはまた、目標物を横切って
歳差運動するパターンを生成するように設計することが
でき、その走査エンジンへの強力なインタフェースは、
解読処理と、その走査エンジンとは効果的にしかも独立
して働く制御ロジックを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にバーコー
ド記号もしくは同様の記号を読み取るための走査システ
ムの設計に関するもので、特に自動的に１次元および２
次元の両方のバーコード記号の走査に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】多くの従来の光学走査システムは１次元
か、２次元バーコード記号の何れか一つを読むことがで
きる。バーコード記号は、可変幅のスペースによって分
離されている一連の可変幅のバーを有する記号のコード
化されたパターンである。１次元バーコードの一例は、
商品と他の情報を識別するため一般的に使用されるUPC/
EANコードがある。２次元若しくは多重化されたバーコ
ードの一例は、参照として米国特許第５,１５９,６３９
号明細書に記述されているＰＤＦ４１７バーコードであ
る。

【０００３】種々の走査システムあるいは、スキャナ
は、走査システムが反射光を受光できるようにバーコー
ド記号から反射させる光ビームを生成する。本システム
は、その反射光を電気信号に変換し、バーコード記号に
埋めこまれた情報を取り出すべくその電気信号を解読す
る。一般的なタイプの走査システムが米国特許第４,２
５１,７９８号明細書、同第４,３６０,７９８号、同第
４,３６９,３６１号、同第４,３８７,２９７号、同第
４,４０９,４７０号、同第４,４６０,１２０号、に記載
されている。

【０００４】１次元、２次元記号が現在使用されている
が、もし単一走査システムがテキストのような他のマー
キングからバーコード記号を単に識別できるだけでな
く、その記号が１次元か２次元かも解読（デコード）で
きるなら一層シンプルで効果的になる。この操作はバー
コード記号がスキャナの走査パターンに対して斜めに走
査されるような時、特に重要となる。

【０００５】そのような走査システムの更なる問題点
は、２次元バーコード記号を解読しようとするときに発
生する。これらの記号は全てが同じ高さを持ってはいな
いので、走査システムがその走査パターンを完全な２次
元記号をカバーするよう広げなければならない。いくつ
かの従来システムはこれを実行し、ときどき記号の外の
エリアにはみ出してしまう。そのような大きなパターン
は走査装置（スキャナ）の精度には影響しないとはい
え、無駄である。バーコード記号の外にはみ出した走査
パターンの一部分は利用されないし、これらの範囲を走
査することで走査作業が遅くなる。加えて、大きすぎる
走査パターンを強要することは、２次元バーコード記号
のデコード精度を減少させる。

【０００６】これらの問題を解決するためのシステムを
構築することは、困難であるばかりでなく、追加される
事項によって複雑となる。スキャナは作業上からも経済
的理由からもこれ以上大きくすべきではない。従って、
強力な、しかも柔軟性のある走査デバイスはコンパクト
でなければならない。もう一つの点は、速度である。向
上された効率と柔軟性のために必要な追加の処理によっ
て、速度を犠牲にするものであってはならない。それ故
その処理は、速く、効率的に実行しなければならない。

【０００７】もう一つの点は、異なるスキャナサブシス
テム等が一層強力となるようお互い効果的に通信（連
携）することを確実にするニーズである。走査システム
は、典型的には、異なるサブシステムを有し、例えば、
走査エンジン、光学センサ、その解読器（デーコーダ）
などである。これらの異なったサブシステム間のインタ
フェースは、要求される処理パワーをサポートしなけれ
ばならないし、他のシステムを再設計することなしに走
査システムの一部分を改善できる必要がある。

【０００８】これらすべての特徴を持つスキャナを得る
ことは、本当に非常に難しい。しかしながら、バーコー
ドの急激な使用増加は、走査システムが増しつつある柔
軟性と、強力さ、効率を要求する。それゆえ、本発明の
目的は、１次元、２次元バーコードの間を識別するスキ
ャナの可能性と、はじめスキャナと連携がなかったとし
ても自動的にしかも適切に解読する可能性を提供するこ
とである。

【０００９】本発明のもう一つの目的は、走査パターン
が走査線の位置を変更処理できることを保証することで
ある。本発明のもう一つの目的は、走査パターンの高さ
を自動的に調節し、走査パターンがバーコード記号の外
側に広がることなしに完全に記号をカバーできるように
することである。

【００１０】本発明の更にもう一つの目的は、速く、し
かも１次元及び２次元バーコードの双方の走査パターン
を生成するコンパクトな走査エンジンを提供することに
ある。本発明のもう一つの目的は、それ自体異なった特
徴を持つ走査要素等に適応可能な走査エンジンを提供す
ることにある。

【００１１】本発明の更にもう一つの目的は、強力で柔
軟なインタフェース上でスキャナの他の部分と連携する
強力で柔軟性のある走査エンジンを提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決する手段】これらの目的を達成するため、
本発明は検出した目標がバーコード記号か否か、もしそ
うなら、その記号は１次元か２次元のコードかどうかを
決定をするため光学的反射を試験するためのシステムを
提供する。その記号が２次元コードであるとき、本発明
はその記号にあった２次元走査パターンを整え、そのパ
ターンをその記号の先頭エッジ及び底部エッジまで広げ
る。

【００１３】さらに、本発明は、マイクロプロセッサで
制御された走査エンジンを提供する。このエンジンは、
走査要素を駆動したり、この走査要素の動きを示すフィ
ードバック記号をピックアップしたりするためのコイル
を用いている。走査エンジンは、またシステムの品質を
下げないため異なる回路技術を用いており、解読したり
スキャナの論理を制御したりするための強力なインタフ
ェースを持つ。走査エンジンは、他に起こるかもしれな
いいかなるギャップをも避けるためにバーコード記号の
異なる部分で走査線を動かす２次元走査パターンを確実
なものとすることができる。

【００１４】特に、本発明による所望の磁界を作るた
め、コイルを駆動する制御回路は、前記コイルに接続さ
れ、アナログ駆動信号によってコイルを通して流れる所
望の電流を生じるパルス幅変調調整器と、前記パルス幅
変調調整器に接続され、ディジタル駆動信号からアナロ
グ駆動信号を生成するディジタル／アナログ変換器と、
前記ディジタル／アナログ変換器に接続され、前記ディ
ジタル駆動信号を生成するためのコントローラとを有す
ることに特徴がある。

【００１５】本発明によるコイルの駆動方法は、アナロ
グ駆動信号によってコイルを通して流す所望の電流信号
を生じるステップと、ディジタル駆動信号から前記アナ
ログ駆動信号を生成するステップと、前記ディジタル駆
動信号を生成するステップと、を有することに特徴があ
る。本発明による所望の走査パターンを生成する走査要
素を駆動するための制御回路は、前記走査要素の動きを
制御するための磁界を発生させるコイルと、前記コイル
に接続され、アナログ駆動信号によって前記コイルを通
して流れる所望の電流を生じるためのパルス幅変調調整
器と、前記パルス幅変調回路に接続され、ディジタル駆
動信号から前記アナログ駆動信号を生成するディジタル
／アナログ変換器と、前記ディジタル／アナログ変換器
に接続され、前記ディジタル駆動信号を生成するための
コントローラと、を有することに特徴がある。

【００１６】本発明によるコイルによって作られる磁界
を通して走査要素を制御するステップを有する該走査要
素を駆動するための方法は、アナログ駆動信号によって
前記コイルを通して流れる所望の電流信号を生成するス
テップと、ディジタル駆動信号から前記アナログ駆動信
号を作成するステップと、前記ディジタル駆動信号を生
成するステップと、を有することに特徴がある。

【００１７】本発明による物体の光学的走査を制御する
ための制御システムは、物体に対して光ビームを相対的
に動かす走査要素と、外部コマンドを受け取り、該外部
コマンドから内部制御信号を生成し、メッセージを形成
するプロセッサと、前記内部走査制御信号に応答して予
め決められたパターンで前記光ビームを動かすようにす
る前記走査要素に電圧を加えるための走査要素駆動手段
と、を有する走査制御部と、該走査制御部に接続され、
前記走査要素に向けて前記光ビームを差し向ける光ビー
ムスキャナと、前記物体から反射した光ビームの１部を
受け、受光した反射光ビームを示す電気信号を生成する
ように設けられた検出器と、前記電気信号を受け、前記
外部コマンドを形成し、前記メッセージを受け取る、た
めの中央制御手段と、を有する検出部と、前記検出器部
と前記走査制御部との間に設けられ、定義フォーマット
のコマンドを前記検出部から前記走査制御部へ転送し、
前記定義フオーマットのメッセージを前記走査制御部か
ら前記検出部へ転送するためのインタフェースチャンネ
ルと、を設けたことに特徴がある。

【００１８】本発明による２次元パターンを横切って光
ビームを走査するスキャナは、前記光ビームを生成する
ための光源と、前記２次元パターン内に光ビームを動か
すための走査要素と、前記走査要素が、Ｘ軸駆動信号に
応答して第１の周波数で第１の方向に光ビームを動かせ
るようにしたＸ軸駆動手段と、前記走査要素が、Ｙ軸駆
動信号に応答して第２の周波数で前記第１の方向とは互
いに直角となるような第２の方向に光ビームを動かせる
ようにしたＹ軸駆動手段と、互いに整数倍の関係に無い
第１と第２の周波数で、Ｘ軸駆動信号とＹ軸信号を生成
することにより、前記２次元パターンをに歳差運動セス
させる走査制御回路と、を設けたことに特徴がある。

【００１９】本発明による定義された境界を持つバーコ
ード記号を読むためのバーコードリーダは、予め決めら
れたパターンで目標物に光ビームを指向するための光ビ
ームスキャナと、目標物からの反射された光ビームの一
部を受け、受光した反射光ビームを示す電気信号を生成
する検出器と、前記目標物がバーコード記号であるか否
かを決定するための識別手段と、前記電気信号に応答
し、前記目標物がバーコード記号であるならば、その目
標物の境界まで予め決まったパターンの形状を適合させ
るように前記スキャナを制御するためのフィードバック
手段と、を設けたことに特徴がある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図面により詳細に説明する。本発明の好ましい装置に関
する下記の記載は、可能な装置のすべてを記載したもの
ではない。記載中、異なった図面で同様の参照番号は、
指示していないが同様部分を参照するものである。

【００２１】Ａ．概要 文脈や特定の指示が他を示さない限り、「記号」、「バ
ーコード」なる語は、この明細書中では広く解されねば
ならない。例えば、これらの語は、相互にバーとスペー
スを有するパターンであって、種々の幅のバーやスペー
スであり、特に記載しない限り、１次元あるいは２次元
のグラフィックパターンや他の多くのパターンをカバー
するものである。

【００２２】本発明は自動的に目標物の走査を始め、終
了することが出来る走査システムについて記述する。こ
の自動能力を持つ幾つかの走査システムが目標物の走査
を始めるため手動式トリガーを使用する。そのような記
述が米国特許第４，３８７，２９７号明細書にある。そ
のトリガーが多くの出願では重要であるけれども、幾つ
かの出願は他の技術によっている、そして本発明はその
ような技術を包含する。 図１に、本発明の原則に従っ
て構成されえるバーコードスキャナ１００の高度に単純
化された具体例を示す。図１は手持ち式スキャナ１００
を示すけれども、本発明はスキャナがこの形であること
を要請するものではない。例えば、スキャナはデスクト
ップのワークステーションを含むことが出来るし、ある
いは固定アーキテクチャーの他のタイプを持つことが出
来る。スキャナ１００はまたポータブルコンピュータタ
ーミナルのように機能することもでき、またキーボード
１４８やディスプレイ１４９を含む。そのような記述が
米国特許第４，４０９，４７０号明細書にある。

【００２３】図１の手持ち式スキャナ１００は米国特許
第４，７６０，２４８号明細書あるいは同第４，８９
６，０２６号に一般的に記述されている。また、スキャ
ナ１００は、シンボル・テクノロジイズ社から製品型番
ＬＳ８１００あるいはＬＳ２０００として商業的に適用
しているバーコードリーダに似たデザインを持ってい
る。

【００２４】使用者は、スキャナ１００を物理的に接触
することなくバーコード記号１７０に向ける。典型的に
は、スキャナ１００を、バーコード記号を読みとるため
それから数インチ離れて操作する。スキャナ１００を構
成するため、当業技術者は米国特許第４,３８７,２９７
号、同第４,４０９,４７０号、同第４,７６０,２４８
号、同第４,８９６,０２６号、同第４,３８７,２９８
号、これらは全て本件中に参照することができる。クレ
ームされた本発明の理解の手助けとして、スキャナ１０
０の多くの特徴が以下の記述される。

【００２５】スキャナ１００は、好ましくはピストル型
ハンドル１５３を持つハウジング１５５のガン型がよ
い。使用者がスキャナ１００を記号１７０に向けたい
時、使用者は、ハンドル１５３上の駆動可能なトリガー
１５４により、光ビーム１５１と、それに伴う検知回路
をアクティブにする。好ましくは、軽量のプラスチック
でできたハウジング１５５は、レーザ光源１４６（これ
はレーザダイオードもしくは他の光源である）、レンズ
１５７、部分的銀メッキのミラー１４７、検出器１５
８、振動ミラー１５９、モータ１６０、電源（バッテ
リ）１６２、信号処理及び制御回路１６５からなる。回
路１６５はプリント回路基板１６１上のＣＰＵ１４０お
よび解読する制御電気回路１４２を含む。

【００２６】使用者がスキャナ１００をトリガー１５４
を引いて操作すると、光源１４６が光ビーム１５１をレ
ンズ１５７の光軸に沿って発生する。レンズ１５７は、
すべての具体化において必要とするものではないが、単
レンズか複数レンズシステムである。レンズ１５７を通
過した後、光ビーム１５１は部分的銀メッキミラー１４
７と、必要であれば他のレンズあるいはビーム成形構造
を通過する。ビーム１５１はそれから走査モータ１６０
で駆動される振動ミラー１５９にあたり、共にビーム１
５１を走査パターンへ差し向ける。好ましくは、モータ
１６０は使用者がトリガー１５４を引いたとき始動す
る。

【００２７】光ビーム１５１が不可視であれば、光学シ
ステムは光ビーム１５１とほぼ平行に使用者がスキャナ
１５４を狙いを付けるための光ビームを含めることもで
きる。狙いをつける光は光ビーム１５１に固定されてい
るか若しくは追従するかする可視光ビームである。ミラ
ー１５９は光ビーム１５１を光透過性の窓１５６を通過
して差し向け、直線ラスタ走査パターンのようなあらか
じめ決まったパターンのバーコード記号１７０を横切
る。図２は、よく知られた直線ラスタスキャナのパター
ンを示す図である。２次元走査パターンは水平又はＸ方
向の１次元、直線走査駆動を垂直若しくはＹ方向におい
て置き換えることによって作り出す。米国特許４,３８
７，２９７号は図２において走査パターンを生成する技
術について説明している。

【００２８】記号１７０は標準ＵＰＣ／ＥＡＮコードの
ような１次元バーコードか、米国特許第５,１５９,６３
９号で記載されているＰＤＦ４１７のような２次元バー
コードであってもよい。上記に追加して、記号１７０
は、解読される他のいかなる情報を乗せることのできる
記号であれば足りる。光ビーム１５２は記号１７０から
反射されたビーム１５１からの光である。ビーム１５２
はビーム１５１に平行か若しくは全く同一の通路に沿っ
てスキャナ１００に戻ってくる。ビーム１５２はミラー
１５９で反射され部分的銀メッキミラー１４７に突き当
たる。ミラー１４７は、反射光ビーム１５２を電気信号
に変換する光検出器１５８に向けてビーム１５２のいく
らかを反射する。

【００２９】それから電気信号は単一の信号処理・制御
回路１６５に入り、バーコードによって示される情報を
引き出すべく処理され、解読される。信号処理・制御回
路１６５は、又モータ１６０の動きを制御して走査パタ
ーンを調整しまた他の制御を提供する。 Ｂ．適応走査 Ｉ．バーコード記号の識別 本発明のスキャナは、２つの事項について言及する。第
１は、走査される目標物がバーコードであることを認識
することである。第２は、バーコードのタイプを特定す
ることである。

【００３０】走査目標物がバーコードであることを確信
づける目的は、明らかです。バーコードのタイプを特定
する目的は、検知を改善するため走査パターンを調整す
ることにある。両方の目的を達成するため、本発明によ
るシステムは、目標物からの一部から反射された光ビー
ムをサンプルし、分析する。システムは、第１に、目標
物がバーコード記号であるか否かの決定をする。もしそ
うなら、システムは次にバーコード記号が１次元か２次
元かを決定する。記号が１次元であれば、システムは走
査から受けた信号を解読（デコード）する。バーコード
が２次元の場合は、システムは走査パターンが正しい向
きを定められているかを確認した後、走査パターンを広
げて全コードを覆うようにする。

【００３１】図３は、バーコードを発見し、識別し、解
読するための好ましい手続きを示すフローチャート３０
０である。最初に、スキャナ１００は狭い（例えば、小
さい垂直置換で）走査パターンを生成し（ステップ３０
５）、それから第１回の走査をする（ステップ３１
０）。本実施の形態においては、使用者はトリガー１５
４を押すことにより走査動作を始める。トリガーを押す
動作によりスキャナ１００に使用者が容易に目標物に向
かって狙いを付けられるような狭い走査パターンを発生
させる。

【００３２】図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は目標物と、ラス
タ走査パターンの一連の図を示す。図４（Ａ）はスキャ
ナ１００が既に狭い走査パターン４１０を生成している
時の第１回目の操作の非常に単純化した例であるが、使
用者はパターン４１０を目標のバーコード記号４２０上
に位置させていない。図４（Ｂ）は動作の次のステップ
で、使用者が適正に、狭い走査パターン４１０を２次元
バーコード４２０（若しくは１次元バーコード４３０）
上に位置させたときである。もちろん、図４（Ｂ）は目
標物としてバーコードを仮定している。また、目標物
は、システムが最初の走査モード（ステップ３１０）だ
けですむような他のマークであってもよい。

【００３３】いったん走査パターンが適正に目標物上に
位置されると、スキャナ１００は走査目標物がバーコー
ド記号であることを確認する（ステップ３２０）。この
決定をするための幾つかの従来技術がある。これらの技
術はバーコードを識別するために排他的方法ではない
し、それら技術は相互に排他的でもない。一つ若しくは
それ以上の技術が一緒に使用可能である。

【００３４】第１の技術は、反射光がバーコード記号か
ら期待される特性を持つかどうかを決定する異なった光
反射の領域の空間的変化を分析することを含む。信号処
理・制御回路１６５が、典型的には、これらの分析を行
うためにプログラムされる。第２の技術は低光反射部分
の長さと高光反射部分の長さを比較する。もしそれらの
長さの比率がプリセット範囲内であれば、システムはバ
ーコードを見つけたと決める。

【００３５】第３の技術は与えられた時間範囲で、異な
る光反射の部分間の移行の数をカウントする。そのカウ
ントは、反射された光を、ある１つの一般的なバーコー
ド記号とか、バーコード記号の種類とか、特定のバーコ
ード記号とかのようなあらかじめ決められたパターンと
して特徴付けられる。第４の技術は１回の走査から生成
される電気信号と１回あるいはそれ以上のサブ走査の電
気信号とを比較する。もし一連の走査が同一若しくはほ
とんど同一の信号を取り出すなら、システムはそれは一
定幅のバーとスペースを持ったバーコードであると結論
付ける。この技術の変化は、幾つかの走査を比較して一
連の走査が異なっているかどうか、同様の組分けを持つ
かどうかを決定する。もしそうなら、目標物はたぶん２
次元バーコードである。

【００３６】第５の技術は、走査を解読することであ
る。解読が成功しない場合は、システムは目標物が認識
できるバーコードでないと結論づける。もし目標物がバ
ーコード記号でないならば、システムは第１回の走査モ
ードにとどまる（ステップ３１０）。その時点で、使用
者はスキャナ１００を目標物がスキャナ１００の作動範
囲外にある場合があるので、カウントする目標物により
近づけたりあるいは離れさせたりして動かす。使用者は
また新しい目標物を探すこともできる。

【００３７】目標物がバーコード記号である場合は（ス
テップ３２０）、スキャナ１００はバーコードが１次元
か２次元かを決定しようとする（ステップ３３０）。こ
の決定には同様に幾つかの方法がある。その一つの方法
は、一行を解読してみる、そして解読された情報に基づ
いて結論する。他の方法は、例えば解読を試みるといっ
た、感知した領域が１次元もしくは２次元バーコードか
らなのかを決定する知的感知アルゴリズムを使用するも
のである。

【００３８】さらに、フローチャート３００は、目標物
がバーコードであるかどうかの決定と、バーコードのタ
イプの決定とが分けて示されているが、その動作を分け
る必要はない。例えば、両方の決定を同じ動作中にやっ
てもよい。バーコードのタイプを決定した後、スキャナ
は、バーコードを解読するため異なったルートを進む。
もし記号が１次元バーコードであれば、走査は実質的に
完了する。スキャナ１００は、その走査パターンの高さ
や巾を変えることなくそのコードの解読をはじめる（ス
テップ３４０）。もしスキャナ１００が成功すれば（ス
テップ３４５）、続く処理のため解読されたデータ出力
を送り出す。そうでなければ、スキャナ１００は、その
記号の解読が成功するまで追加の走査を行う（ステップ
３１０）を行う（ステップ３４５）。余りに多くの回数
が解読不成功であったり、通過に時間がかかるようだと
スキャナ１００をストップさせるようにプログラムする
こともできる。

【００３９】記号が、２次元バーコードである場合は
（ステップ３３０）、さらに走査が必要である。まず、
スキャナ１００は、走査パターンがバーコードと正しい
位置にあるかを確かめにばならない（ステップ３５
５）。位置関係は、１次元バーコードでは問題でなかっ
た。図５に、１次元バーコードを走査線の方向に対して
斜めに横断するラスタ走査パターンを描いている。パタ
ーンの走査線は、１本あるいはそれ以上の走査線で同じ
連続バーとスペースで横切れればよいから、１次元バー
コードの垂直バーに対して直角である必要はない。

【００４０】２次元バーコードの状況は、一層困難で
す。図６（Ａ），６（Ｂ），６（Ｃ），６（Ｄ）は２次
元バーコード６００をその走査パターンに関して、もと
もと斜めに横断しているラスタ走査パターンを表す図で
ある。図６（Ａ）は、２次元バーコード６００に関して
斜めか、あるいは配置ミスかされている初めてのラスタ
走査パターンの非常に簡略な概略図が含まれる。スキャ
ナ１００は好ましくは、走査線がいつ列を横切るかを認
識することによりこの状態を見極める。例えば、ＰＤＦ
４１７コードは異なった列には異なったコードを用いる
（実際には、繰り返す３種類の異なったコードがあ
る）。走査線を解読中にそのコードが変化する時、スキ
ャナ１００は一直線上に合わされていないことを検出す
る。

【００４１】斜めに走査される２次元バーコードを読み
取るには、スキャナ１００はいくつかの異なる技術を使
用できる、例えば、参照として含まれる米国特許出願番
号第３１７,４３３号に記載されている。一旦、スキャ
ナ１００がスキャナパターンが配置ミスであると判断す
ると図６（Ｂ）で示すように、再び方向を新しくしはじ
める。

【００４２】さらに分析して記号６００がまだ走査パタ
ーンに対して斜めであることを表したなら、本システム
は、走査パターンをそれが最後に図６（Ｃ）に示すよう
に、記号６００と一直線となるまで方向を再設定する。
新しい方向付けが完成すると、図６（Ｄ）に示すよう
に、充分に一直線上に合致し、高さ調節された走査パタ
ーンを用いることによって全バーコードが読取れるよう
になる。

【００４３】走査パターンをバーコード記号に一直線に
合わせた後、スキャナ１００は走査パターンの高さを増
加させる全ラスタモードに入る（ステップ３６０）。こ
れは、全記号を解読するためにされる。「全ラスタモー
ド」なる語は、ミラー１５９、およびモータ１６０を制
御する処理により、ラスタ走査パターンの高さと、幅を
変化させることを意味する。全ラスタモードの間、図４
（Ｃ）、４（Ｄ）で示すようにステージ毎にそのパター
ン高さ、幅を増加させる。

【００４４】図４（Ｃ）は、全ラスタモード間中のスキ
ナ１００の動作の中間ステージを示す簡単な概略図であ
る。走査パターン４１２の高さが増すにつれて、スキャ
ナ１００は、パターンを解読するためにそのパターンに
よってカバーされるバーコード列を読取リ、そのパター
ン高さの増加を停止する時を決定する。これは、全記号
が読取れるまで続く。

【００４５】図４（Ｄ）は動作の最終的なステージの非
常に簡単な概略図である。この時点で、走査パターン４
１３は全バーコード４２０およびエリア外側をカバーす
る。全ラスタモードでの走査中は、パターン高さは増す
が、バーコード記号を掃引する走査線の数は変わらな
い。代わりに、走査パターンの高さと幅が増し、隣接す
る走査線間の角度も図４（Ｂ）〜４（Ｄ）に示すように
増す。レーザ走査パターンの最も効果的な調整は、各々
の走査線が２次元記号の一列を正確に交差する時になさ
れる。

【００４６】一旦、パターンのサイズがセットされると
（そして、望ましくはサイズが増加している）、スキャ
ナ１００は２次元記号を解読する（ステップ３７０）。
もしスキャナ１００が記号の解読に成功したならば、解
読されたデータを送って、そして走査ビームを狭くする
か又はそれをオフにする（ステップ３９０）。もし、ス
キャナ１００が解読が不成功ならば、スキャナ１００は
解読が成功するまで、あるいは予め設定した回数が経過
するまで、走査を続ける。予め設定した時間として典型
的には、３秒のオーダーであり、これは記号を見つけ解
読をうまくやれるオペレータのための充分な時間とみな
される。

【００４７】２．走査高さ調整 前記の動作の一つの欠点は、全ラスタモードにおいて、
パターンが時々目標バーコードよりも更に多くをカバー
してしまうことです。例えば、図４（Ｄ）、図６（Ｄ）
には、２次元記号の先頭エッジおよび底部エッジを越え
たいくつかの走査線が示されている。この不必要な走査
は全走査手続を遅くする。この問題を解決するため本発
明は、本走査パターンによってカバーされるバーコード
記号のエリアを制限し、かつそのエリアを囲むことによ
り、記号を越えて与えられたパターンが広がる量を最少
にし、動作時間を少なくする。

【００４８】このゴールを達成するために少なくとも２
つの技術がある。第１の技術（テクニック）は、そのコ
ードの列に記号サイズの情報を埋めこんだＰＤＦ４１７
コードのようなコードとして働く。第２の技術は、コー
ドの他のタイプとして働く。 ａ．ＰＤＦ４１７モード ＰＤＦ４１７コードのようなコードに対して、第２のス
テージの初めての走査パターンから得られる情報はシス
テムによって記号の上下の列の数を決定することができ
る。このことによってシステムは適当な新パターンを見
つけだせ、新しいパターンに到達するため走査角度を開
口する割合を制御し、スキャナに適正な制御信号を送る
ことができる。

【００４９】図７は本発明によるラスタパターン制御を
示す高レベルダイアグラムである。制御回路１６５の一
部であるラスタパターン制御プロセッサ７００は、これ
も回路１６５の一部である走査エンジン７１０を、側面
図で示している記号７２０を読むため、制御する。記号
７２０から離れた位置ｄにある（図示せず）走査エンジ
ン７１０は、垂直角度ｚに開いた初期ラスタ走査パター
ンを発する。

【００５０】ラスタ制御プロセッサ７００は角度Ｚでの
走査の結果を解読して、最初の走査パターンが２次元記
号のｆ列を横断することを決定する。もし走査パターン
が中心に置かれるならば、そのパターンの中間列上を横
切る列の数はｙでｆ/2に等しい。次に、ラスタ制御プロ
セッサ７００は記号７２０の最初の走査によって得られ
る情報を解読して、全記号７２０の最大列数Ｙの１/２
を決定する。もしバーコードがＰＤＦ４１７で符号化さ
れているなら、各々の列の最初の２列は、全記号の高さ
に関する情報を含む。

【００５１】この情報から、プロセッサ７００は、記号
７２０の上下のエリアを読むことなしに完全記号７２０
を読むために必要とされる走査角度Ｚを決定することが
できる。これは、次に述べるとおりである。 ｄ＝ｙ／（ｔａｎ（ｚ））； Ｚ＝ｔａｎ−１（Ｙ／ｄ）あるいはｔａｎ−１（（Ｙ／
ｙ）＊ｔａｎ（ｚ）） この値Ｚから、プロセッサ７００は角度Ｚに対し走査角
度の開口率Ｒを決定する。その開口率Ｒは、プロセッサ
７００が該パターンを広げ、広げた開口率がこの走査と
適応するよう、記号７２０を適正に解読するために重要
である。例えば、記号７２０が大きければ、その開口率
を低くしなければならない。ｙ方向展開の開口率を制御
するためのもうひとつの理由は、スキャナが広がるよう
に解読することにある。

【００５２】走査パターンが全ラスタモードで展開され
る時、走査されたデータは、スキャナが既に該バーコー
ドのセンターエリアでは読み込んでいるので、該パター
ンのトップおよび底部で（のデータが）最も役に立つ。
ｙ方向展開の開口率を決定するため、プロセッサ７００
は最初に ａ＝Ｚ−ｚ で角度差を見つける。そしてラスタ制御プロセッサ７０
０は、下記のとおり、開口率Ｒを決定する。 Ｒ＝ａ／（ｒ＊Ｙ）， ここでｒは走査エンジンが一列を読取る時間である。

【００５３】制御プロセッサ７００は、最大走査角度
Ｚ、開口率Ｒで開くよう指示する命令を走査エンジン７
１０に送る。このやり取りの望ましい実行は、下記の
「走査エンジンインタフェース」の項で説明する。この
命令に応答して、走査エンジン７１０は、走査パターン
が記号７２０の列を、その記号の上下のエリアを含まな
いように、全て包含する角度Ｚに開く。これで、走査時
間を節約する。

【００５４】走査を加速するこの手続きは、最初の走査
パターンが記号に関して斜め走査する時でも適応され
る、そしてそれは典型的である。図８は明快さのため省
略された部分とともに記号８００の概要の正面図を示
す。図８において、最初の走査線８１０は記号８００の
列８２０に対しある角度で、斜めにそれている。斜め走
査角度がないときのその最大走査角度Ｚおよび開口率Ｒ
を決定する式は、また、斜め走査角度の影響が相殺する
ので斜め角度のあるときにも働く。ノンゼロ斜め走査角
度は、ｃｏｓのファクタによる中間列ｍの上を最初に走
査した列の数であるｙを増すけれども、列Ｙの最大の数
は、その同じファクタによって減少する。これらの２つ
の影響は、相殺する。

【００５５】図７についての手続きは、使用者が走査線
をおおよそ該バーコードの垂直中間ポイントに位置させ
ていることを仮定する。もし使用者が正確にその走査線
を中間ポイントに位置させないならば、プロセッサ７０
０はＰＤＦ４１７コードの情報からこれを知ることにな
る。各列のコードには、プロセッサ７００が適当に訂正
ができるため使用可能な列番号の情報が含まれる。

【００５６】ｂ．代替モード もし２次元バーコード記号が図７、図８に記載された手
続きができる情報を埋め込んでいない場合は、本発明は
図９に示す異なる手続きを見て、そして、図１０に示さ
れた走査システム１０００を使用する。図１０は、全ラ
スタモードでのスキャナ１０１０の制御を描写する。

【００５７】図９のフローチャート９００は、走査を解
読することによって始まる（ステップ９１０）。これ
は、スキャナ１０１０がラスタパターンのバーコード記
号を横切り、その記号からの反射光を受けることによっ
てなされる。その反射光から、スキャナ１０１０はその
バーの幅とスペースパターンを表す電気信号を作り出
す。

【００５８】実際には、スキャナ１０１０は、２つのタ
イプの信号を送出する。すなわち、走査の開始（ＳＯ
Ｓ）信号と、バー・スペースパターン（ＤＢＰ）信号で
ある。ＳＯＳ信号は、各々の走査開始のレベルを変化さ
せる方形波形であリ、ある一方向での走査の論理０と他
の方向での走査の論理１である。ＤＢＰ信号は、論理１
と論理０パルスからなるディジタル波形で、その間隔
は、走査によるバーコードのバー幅とスペースパターン
を表す。

【００５９】次に、走査された信号は条件付けられてい
る（ステップ９２０）。図１０は、実際に、２つのより
小さいステップで起こるステップを示す。最初に、スキ
ャナインタフェース１０２０は、各バーおよびスペース
が現れる間の時間のパルス数をカウントして各パルスの
持続を測定する。スキャナインタフェース１０２０は、
バーおよびスペースのそれらの値（ＤＢＰカウント数）
を記録し、各走査のＤＢＰカウントをグループ分けする
ためにＳＯＳ信号を用いる。スキャナインタフェース１
０２０は、これらのグループ分けされたカウントを解読
器（走査制御部）１０３０に送る。

【００６０】次に、この条件付信号は、それらがバーコ
ード情報であるか、あるいは他のタイプの情報であるか
を決定するため分析される（ステップ９３０）。図１０
にて示す具体例では、解読器（走査制御部）１０３０は
ＤＢＰカウントを見ることによってこの決定をしてい
る。例えば、大きいＤＢＰカウントは、バーコード信号
のバーかスペースであるには余りにも大きい空白か黒の
スペースを示す。代わりに、解読器（走査制御部）１０
３０は、一つの走査記号中の要素の数が、その記号中で
走査によって決定される要素の数と余りにもかけ離れて
いることに気付くことができる。他の同様な技術が可能
である。例えば、何等の特性を認識することが解読器
（走査制御部）１０３０できないことにより現在やった
走査はバーコードを交差していないことを示しうる。

【００６１】その条件付信号がバーコードパターンを表
すならば（ステップ９４０）、走査パターンを増加し
（ステップ９５０）、その処理を繰り返す。もしそうで
ないならば、そのパターンはその前の値に減らされ（ス
テップ９６０）、ラスタモードを終了する（ステップ９
７０）。図１０で、解読器（走査制御部）１０３０はス
キャナ１０１０がそのラスタパターンを大きくするのか
減ずるのかどうかを決定する。ラスタパターンのサイズ
を変化させるために、解読器（走査制御部）１０３０
は、ディジタル制御信号を各々のスキャナ１０１０に対
し、Ｘ，Ｙ駆動信号を供給するべくＤ／Ａコンバータ１
０４０、１０５０へ送る。

【００６２】Ｄ／Ａコンバータ１０４０、１０５０に電
圧変化を単にさせる変わりに、システム１０００は、ス
キャナラスタパターンの動作をよりよく制御できるよう
に、より洗練された制御技術を用いることができる。こ
れらの幾つかは、下記の「走査制御」の項に記載する。
しかしながら、注意の記載がある。ラスタパターンを制
御するどんな技術も、スキャナの機械的特性に束縛さら
れたパラメータを持つべきである。これらのパラメータ
によってラスタパターンサイズのよりスムーズな変化が
でき、変化の適当な割合は、スキャナ１０１０が解読器
（走査制御部）１０３０から受けた電圧変化をスムーズ
に応答できるようにする。適正な割合とスムーズな変化
は使用者を悩ませるフリッカーを排除できる。

【００６３】走査長と調節率とは、バーコードデータが
有効に解読された前後の走査データ中の空白スペースの
量に依存する。解読器（走査制御部）１０３０は、何等
のデータも解読できなくなってからの走査数をカウント
することによりｙ方向にバーコード記号のエッジを何本
のラスタが越えたかを決定することができる。例えば、
大きい空白スペースが、大きいＤＢＰカウントを観察す
ることによって検知することができる。そして、スキャ
ナ１０１０は上記に記載したような、受取ったデータ値
に基づいて調整をする。

【００６４】走査パターンのサイズは、スキャナとバー
コードとの距離の変化に適応することができるけれど
も、そのサイズの変化はあまりに早く起こってはならな
い。ｙ方向伸長の率はラベルの列の数とラベルの高さに
依存するべきである。記号を早くかつ正確に読取るため
スキャナの精確な範囲と位置をスキャナオペレータに教
えようとしてフィードバック信号１０６０（可聴の「警
告音」若しくは指示器）は、記号が範囲内で検出された
とき使用することができる。図１０は、解読器（走査制
御部）１０３０に接続されたこのフィードバック信号１
０６０を示す。一つの実施の形態として、ＬＥＤが調整
不足のときゆっくりと点滅し、そして、調整の改善に比
例して速くなる。

【００６５】３．バーコード検出と識別回路 図３フローチャート３００の重要なステップの一つは走
査された目標物がバーコードであるかどうかを決定する
ことである。この決定をするには、幾つかの方法がある
が図１１はそのための回路１１００を示す。この回路
は、また米国特許出願番号第５０６、６７４号に開示さ
れている。

【００６６】回路１１００は、信号１１０５を増幅器／
ディジタイザ１１１６から受け、その信号はインバータ
１１３１の入力に入る。インバータ１１３１の出力はダ
イオード１１３２のアノードに接続し、ダイオード１１
３２のカソードは抵抗１１２１とコンデンサ１１３４の
並列回路と直列につながる抵抗１１２０によって形成さ
れるＲＣ回路に接続する。ダイオード１１３２はインバ
ータ１１３１の出力の中にコンデンサ１１３４が放電す
ることを防ぐ。

【００６７】抵抗１１２１とコンデンサ１１３４は、ま
たアース電位とオープンコレクタ出力比較器１１３７の
入力１１３５との間に接続する。比較器１１３７の第２
の入力１１３８はスレッショールド・レベルである。そ
のスレッショールド・レベルは、また供給電圧Ｖおよび
グラウンドの間の抵抗１１２３および１１２４の直列接
続によって形成された分圧器の中間接点の電位である。

【００６８】比較器１１３７の出力は、目標がバーコー
ドであることを示す「レーザ駆動」信号１１４１であ
る。比較器１１３７の出力はまた、分圧器の中間接点１
１５０へフィードバックされ、値Ｒ３を持つ抵抗１１２
５を介して入力１１３８にフィードバックされ、このフ
ィードバックにより比較動作にヒステリシス効果が得ら
れる。

【００６９】図１１に示すように、抵抗１１２０はＲ
１、抵抗１１２１はＲ２、抵抗１１２３はＲ４、抵抗１
１２４はＲ５、コンデンサ１１３４はＣの値を持つ。Ｒ
２はＲ１よりはるかに大きい値である。回路１１００
は、実際は、信号１１０５の様々な部分の長さを調べ
る。その信号が低い時は、バーの存在を示し、インバー
タ１１３１の出力は高く、コンデンサ１１３４を、（こ
れはＲ２がＲ１より非常に大きいためである）ほぼＲ１
＊Ｃの時定数で充電する。

【００７０】スペースに対しては、信号１１０５は高
く、そのため増幅器１１３１の出力は低い。これは、ダ
イオード１１３２が抵抗１１２０を介して放電を防ぐの
で、抵抗１１２１を介してコンデンサ１１３４は放電す
る。時定数Ｒ２＊Ｃは、時定数Ｒ１＊Ｃより非常に大き
いので、回路は、バーの影響をキャンセルするためによ
り長いスペースを必要とする。

【００７１】回路１１００は典型的な密度を有するバー
コードから幾つかのバーと、スペースを試験した後、コ
ンデンサ１１３４に、比較器１１３７のスレッショール
ドレベルを越える電圧を見つけた。これは、レーザイネ
ーブル（起動）信号１１４１を活性化する。この起動
は、また、比較器１１３７のオープンコレクタ出力を低
く駆動し、入力のスレッショールド電位を下げる。この
動作により、バー、スペース、および静止ゾーンによる
コンデンサ１１３４上の小さい電圧変化を防ぐようにヒ
ステリシスを起こす。

【００７２】増幅器／ディジタイザ１１１６が長い黒バ
ーを表わす検知信号を生成した場合、回路１１００がト
リガーしたかのようになる。しかしながら、これは問題
ない。好ましい実施形態であって、増幅／ディジタイザ
１１１６は長い信号を発生させないようにハイパスフイ
ルタとして機能するからである。例えば、増幅器／ディ
ジタイザ回路１１１６は黒バーに対して既知の間隔の短
いパルスのみを生成することができ、したがって、長い
黒バーに対する信号は、より短いものと同じである。

【００７３】回路１１００は、柔軟性があるので、他の
目的のためにＣＰＵ１４０（図１）によって実行される
ソフトウェアとともに、使用できる。例えば、回路１１
００はテキストや他のグラフイックと、バーコードを識
別するのを助けることができる。そうするために、回路
１１００とＣＰＵ１４０は異なる幅を持つテキストと比
較してバーコードの均一の幅を採択する。この特性のた
めに、バーコード・パターンの異なる断面を通過する異
なる走査は、同様の結果を生む。一方、テキストの異な
る部分を通過する異なる走査は、異なる結果を生む。互
いに十分に近接した間隔の走査ラインでは、２次元バー
コードにおけるバーとスペースの幅は均一であるので、
２次元バーコードをグラフィックと識別するために使用
される。ラスタ走査パターンは、その走査を垂直に自動
的に動かすことによって、この技術をうまく扱う。この
ことは、連続した走査ラインが走査パターンの平行スラ
イスを交差することを保証する。

【００７４】更に、ある種の作動パラメータを、例えば
水平、および垂直走査角度を、走査が決定されたバーコ
ードのタイプに応じて、制御することによってより高い
精度が得られるだろう。これは、単一システムが１次元
や２次元バーコードの両方を解読するのに有効である。
本発明による走査は、ラスタタイプの走査に限定される
ものではない。Ｘ軸とＹ軸の個々の制御は、所望のあら
ゆる型の走査パターンを提供することが出来る。例え
ば、Ｘ軸制御のみを使えば、記号（シンボル）上の直線
走査ラインが発生する。ある一定の速度でＸ軸、Ｙ軸制
御を駆動することにより、一組の一般的な平行走査ライ
ンを有するラスタタイプ・パターンを作る。シヌソイド
の変化率でＸ軸、Ｙ軸を駆動することにより全方向のリ
サージュ・タイプを生成する。

【００７５】走査制御に関する情報が、１９９０年５月
８日に出願され，参照として本件に含まれている米国特
許出願番号第５２０,４６４号と共に、米国特許第４,３
８７,２９７号明細書に示されている。図１１の回路を
用いる最後の長所として、他の走査源を用いることなく
信号処理ができる。この技術は、ＣＰＵ１４０が実行し
なければならない処理の量を減らし、そしてバーコード
記号を読み込む時のシステムの待ち時間を減らす。

【００７６】Ｃ．走査制御 １.走査要素の制御 図１２は、柔軟で、効率的な本発明による走査エンジン
１２００の詳細を示す。走査エンジン１２００は、本明
細書で記載するスキャナのサブシステムとともにあるい
は、他の異なるサブシステムで使用することができる。

【００７７】図１２で示すように、走査エンジン１２０
０は三つの主な構成要素からなり、コントローラ１２１
０、Ｄ／Ａコンバータ１２２０、ＰＷＭ調整器１２３０
からなる。ＰＷＭ調整器１２３０は、走査要素（図示せ
ず）を駆動するモータコイル１２４０を制御し、増幅器
１２５０を介してコントローラ１２１０にフィードバッ
クを提供する。

【００７８】コントローラ１２１０は、望ましくはマイ
クロチップ・テクノロジー社製作のＰＩＣ１６Ｃ７１で
あるが、Ｄ／Ａコンバータ１２２０にディジタル駆動信
号１２１５を形成して、送る。ディジタル駆動信号１２
１５は、実際は、コイル１２４０を駆動する信号の電圧
値に相当する一連の７ビットのディジタル番号である。
下記に更に詳しく述べるように、ディジタル駆動信号１
２１５は、望ましくは、２つの正弦波の合計で、一つは
水平もしくはＸ軸偏向を駆動するため、もう一つは垂直
もしくはＹ軸偏向を駆動するためである。

【００７９】Ｄ／Ａコンバータ１２２０は、アナログ線
形制御電圧信号１２２５をディジタル駆動信号１２１５
から生成し、ＰＷＭ調整器１２３０への入力としてアナ
ログ駆動信号１２２５を供給する。Ｄ／Ａコンバータ１
２２０は、このようなコンバータは非常にコンパクトに
作られるので、概念的には、ラダータイプのコンバータ
のように見える。しかしながら他のコンバータの設計で
も同様に働く。

【００８０】ＰＷＭ調整器１２３０は、比較器１２３１
を含むが、アナログ駆動信号１２２５から電流駆動信号
１２３５を作り、そしてこの電流駆動信号１２３５をコ
イル１２４０を通して送る。電流駆動信号１２３５の形
はアナログ電圧駆動信号１２２５の形に似ており、ある
意味で、ＰＷＭ調整器１２３０は電圧／電流変換器とし
て働く。

【００８１】コイル１２４０は、電流駆動信号１２３５
に比例した磁界を作る。その磁界は、ＲＡＳＥ（共鳴非
対称走査要素）に水平に振動を起こさせ、ＲＡＳＥのマ
イラ支持に垂直の振動を起こさせる。このように、ＲＡ
ＳＥとその支持は、図１の走査ミラー１５９と同様にふ
るまう。ＲＡＳＥとその支持は、参照として米国特許第
５,２８０,１６５号明細書に記載されている。

【００８２】ＲＡＳＥは、駆動磁界が停止した後でさ
え、振動を続けることができる高いＱを持っている。好
ましいやり方は、コイル１２４０の活性駆動を定期的に
止めることによってこの特徴を利用する。しかし、ＲＡ
ＳＥは振動を続け、コイル１２４０は、動いているＲＡ
ＳＥの増幅と位相に関する情報をピックアップする受動
検知要素として働く。

【００８３】増幅器１２５０は、バッファとして接続さ
れており、コイル１２４０からの信号を増幅、位相フィ
ードバック信号１２５５に変換し、これはコントローラ
１２１０への入力となる。コントローラ１２１０は、フ
ィードバック信号１２５５を用いて駆動コイル１２４０
が適正に駆動しているかどうかを確認する。温度センサ
１２６０は、第２の入力である温度信号１２６５をコン
トローラ１２１０へ供給する。信号１２６５は走査エン
ジン１２００に近い室温を表す。

【００８４】センサ１２６０は、２つの理由から室温を
測定する。一つは、温度による変化を考慮してエンジン
１２００を調整することであり、他の目的は、もし室温
が安全作動範囲を越えた場合に走査を止めるためコント
ローラ１２１０を警戒させることである。コントローラ
１２１０への第３の入力は、２つのワイヤ（クロックパ
ルスデータである）のシリアルＺＩＦインタフェース１
２７０である。更に詳細な説明は以下の章である「走査
エンジンインタフェース」で述べるが、このインタフェ
ースは、コントローラ１２１０がスキャナの残りからの
命令を受け、またそのスキャナへ情報を送ることを可能
にする。

【００８５】コントローラ１２１０への他の残りの入力
は、外部クロック１２８０である。クロック１２８０
は、コントローラ１２１０の好ましい具体例によって望
まれる周波数で信号を生成する。ＺＩＦインタフェース
１２７０と、ディジタル駆動信号１２１５に加えて、コ
ントローラ１２１０はまた２つの他の信号を送出す。一
つは、電流駆動信号１２３０の生成をストップさせるよ
うにＰＷＭ調整器１２３０へ教えるための「可聴」信号
１２３４である。それゆえ、ピックアップ装置内のコイ
ル１２４０を反転させる。

【００８６】コントローラ１２１０によって送られる第
２の信号は、走査開始あるいはＳＯＳ信号１２９０であ
る。上に述べたように、ＳＯＳ信号はＲＡＳＥがいつど
の方向に水平に駆動されているかを示す。好ましい実施
形態では、コントローラ１２１０はマイクロプロセッサ
１２１１と、ＲＯＭ１２１３と、Ａ／Ｄコンバータ１２
１４を含む。マイクロプロセッサ１２１１は算術論理ユ
ニットと内部メモリを含む。ＲＯＭ１２１２、好ましく
はプログラム可能であるもの、はマイクロプロセッサ１
２１１の動作を制御するデータ・テーブルと、ルーチン
を提供する。タイマ１２１３はマイクロプロセッサ１２
１１がリアルタイム動作を制御するために用いる割り込
みタイマである。Ａ／Ｄコンバータ１２１４はアナログ
温度、振幅、位相情報をマイクロプロセッサ１２１１の
ためのディジタル・フォーマットに変換する。

【００８７】そのノーマルモードでの作動中は、コント
ローラ１２１０は、２つの正弦波の合計を表す７ビット
のディジタル駆動信号１２１５を作る。一つはおよそ２
９０Ｈｚであり、他の一つは、およそ１５Ｈｚである。
２９０Ｈｚ信号はＲＡＳＥのＸ軸偏向を駆動するために
使用される、１５Ｈｚ信号はマイラ支持のＹ軸偏向を駆
動するために使用される。

【００８８】コントローラ１２１０は必要に応じて、デ
ィジタル駆動信号１２１５を変化させることができる。
たとえば、コントローラ１２１０は何時もフィードバッ
ク信号１２５５を、ディジタル駆動信号１２１５の振幅
あるいは周波数が変化したかどうかを決めるため、モニ
ターしている。それに加えて、コントローラ１２１０は
他の装置に適応するため異なる波形、あるいは、異なる
周波数での信号を作り出すことができる。

【００８９】Ｄ／Ａコンバータ１２２０は、連続的に、
ディジタル駆動信号１２１５をアナログ駆動信号１２２
５に変換する。アナログ駆動信号は、走査エンジン１２
００が正確により高い周波数で作動することができよう
にする。なぜかを理解するには、ＰＷＭ調整器１２３０
の理解が必要である。ＰＷＭ調整器１２３０はアナログ
駆動信号１２２５を比較器１２３１への非反転入力で受
け、そして電流フィードバック信号１２３２を比較器１
２３１への反転入力として受ける。電流センサ１２４２
は電流駆動信号１２３５に対応する電圧信号として電流
フィードバック信号１２３２を作る。この様なＰＷＭ調
整器１２３０の構成では、比較器１２３０に電流駆動信
号１２３５をトラックアナログ駆動信号１２２５にする
のを強制する。

【００９０】ＰＷＭ調整器１２３０の設計は、従来の電
圧駆動回路より２つの利点を有する。第１は、電圧ドラ
イバーは、コイルのバックエンドに反作用する非常に大
きな電圧供給を要求する。ＰＷＭ調整器１２３０は、そ
れが電流ドライバーであるためではない。第２に電圧ド
ライバーが、コイル１２４０を通してコイルの共振周波
数でない信号を強制することによってＲＡＳＥの高Ｑを
減らすことができることである。調整器１２３０の好ま
しい実施形態では、フィードバック構成要素はＲＡＳＥ
が共振周波数で駆動されるということを確認するので、
ＲＡＳＥのＱを減らさない。

【００９１】図１３はＰＷＭ比較器１２３０の好ましい
構成をより詳細に示す。アナログ駆動信号１２２５はＶ
０で示すように、抵抗１３０１を経由して作動比較器１
２３１の非反転入力に入力される。比較器１２３１の反
転入力は参照電圧Ｖｒｅｆに抵抗１３１０を経由して接
続する。オープンコレクタ・比較器１２３１は、抵抗１
３２０を介して制御電圧Ｖｃｃにプルアップされてお
り、インバータ１３３０が反転されたＰＷＭ信号をつく
るのにもちいるＰＷＭ信号を作り出す。ＰＷＭ信号は、
スイッチ１３４０を制御し、反転ＰＷＭ信号はスイッチ
１３４５を制御する。スイッチ１３４０、１３４５は１
／２Ｈブリッジを作るコイル１２４０の反対側に接続す
る。

【００９２】図１４は、スイッチ１３４０、１３４５が
望ましくは、それぞれトランジスタ１４４０、１４５５
であることを示す。トランジスタ１４４０，１４５５は
２つの状態、すなわち飽和状態かもしくは不伝導状態で
ある。一つであることからスイッチとして働く。トラン
ジスタをこのように用いてｒｄｓ（ドレインからソース
間抵抗）損失を減らし、そしてさらに線形ドライブのア
クテイブ領域でトランジスタを用いること以上に効率的
である。図１３、１４のＰＷＭ調整器は線形ドライブの
ほぼ２倍の効率がある。さらに、このＰＷＭ調整器は、
１００ＭＨｚ以上のスイッチ頻度を作り出し、それによ
ってモータコイル中のスイッチ頻度電流構成要素を最少
にする。

【００９３】スイッチ１３４０、１３４５はコイル１２
４０を横切る高周波数のＰＷＭパルス列を作るため、ス
イッチを交互にオン、オフする。コイル１２４０のイン
ダクタンスは、このパルス列を統合して、そのパルス列
の直流構成要素に比例したピースワイズの線形電流を作
る。この時間変化する電流は、アナログ信号１２２５の
合計された正弦波形に近づく。

【００９４】図１３はより好ましい実施形態を示す。コ
イル１２４０は２つの直列接続部分で分裂しており、１
３４７、１３４８は電流検知抵抗Ｒｓ１２４２によって
切り離されている。Ｒｓ１２４２の一端は、抵抗１３０
２を通して増幅器１２３１の非反転入力に接続し、検知
抵抗１２４２の他端は抵抗１３１２を通して増幅器１２
３１の反転入力に接続する。抵抗の大きさは、コイル１
２４０、ｉＬを通る電流がほぼ（Ｖｏ−Ｖｒｅｆ）／Ｒ
ｓに等しいように選ばれる。

【００９５】コイル１２４０は、電流駆動信号１２３５
である２９０Ｈｚおよび１５Ｈｚの正弦波の加算と同じ
形の磁界を生成する。ＲＡＳＥは、機械的に、磁気信号
のより低い周波数部分をフィルタリングし、マイラ支持
は、機械的に、より高い周波数の部分をフィルタリング
する。図１５（Ａ）は、ＲＡＳＥとそのマイラ支持が機
械的フィルタリングをデモンストレーションする周波数
応答を示す。明らかなように、マイラ支持は、より低い
周波数信号にのみ応答し、ＲＡＳＥは２８０Ｈｚのまわ
りの狭いバンドの信号にのみ応答するであろう。

【００９６】図１５（Ｂ）は、共振周波数が２８０Ｈｚ
であるＲＡＳＥの高いＱ（約５００）を示す。その大き
さと、位相の値は、周波数の作用として著しく異なる。
ＲＡＳＥをそのような高Ｑで駆動することは慎重なフィ
ードバック監視を必要とする。マイクロプロセッサ１２
１１が、ディジタルかされたフィードバック信号の最大
振幅および位相（又は周波数）情報から引き出すことに
よってそのような監視を実行する。フィードバック監視
のための好ましい方法は、ディジタル駆動信号１２１５
と同じ関連位相で、取り出す定期的な測定値を含む。よ
り好ましい実施では、マイクロプロセッサ１２１１は、
Ｘ軸駆動の各１９・1/2サイクルに１回、フィードバッ
ク測定値を取リ、ゼロクロスで開始して、最大振幅また
はクオータサイクル点で終わる測定を行う。もし測定値
が意図した値と異なる時は、コントローラ１２１０はＲ
ＡＳＥと位相が外れており、マイクロプロセッサ１２１
１はこの状態を修正するため周波数を変化させる。

【００９７】信号１２１５の振幅および周波数値を修正
するために、マイクロプロセッサ１２１１は工場での校
正している間に幾つかの値を用いる。これは、ＲＯＭ１
２１２にベースライン値を入れる好ましい時である。も
ちろん、校正用としてＲＯＭ中に記憶された値は、いつ
も正確であるということではないかもしれない。温度、
ＲＡＳＥあるいは他の要素の変化で、マイクロプロセッ
サ１２１１が駆動信号１２１５のために異なる値を作る
ことを必要とするかもしれない。これが、マイクロプロ
セッサ１２１１がフィードバックに基づく調整をする理
由である。調整をするため、マイクロプロセッサ１２１
１はＲＯＭ１２１２からＸ軸偏向のための振幅値の２つ
のセットと、一つの周波数（あるいは正弦波周期）設定
を得る。より望ましい実施形態では、Ｙ軸調整がなく
て、Ｘ軸のための一組の振幅値がある。しかし、Ｙ軸偏
向を修正するため、ＲＯＭ１２１２は、振幅値の付加セ
ットを含むことができる。

【００９８】Ｘ軸偏向のために、ＲＯＭ１２１２は最大
偏向と粗い振幅調整値を表すベースライン値を含む。粗
調整値は、対応するベースライン値の５％である。好ま
しい実施形態では、高周波数もしくはＸ軸信号のための
各々のセット値は１６エントリを持っており、低周波数
もしくはＹ軸信号のための各々のセット値は２６エント
リを持つ。望ましい実施形態では、その値は、正弦波の
連続した値を表す。

【００９９】その周波数値は、マイクロプロセッサ１２
１１がディジタル駆動信号１２１５のために新しい値を
どのくらい頻繁に送り出すかを示す。例えば、３００Ｈ
ｚ正弦波のために、マイクロプロセッサ１２１１は１／
３００Ｈｚあるいは３．３３ｍｓ毎に完全なセット値を
送り出さねばならないだろう。もし完全なセットが１６
の値を含むならば、マイクロプロセッサ１２１１は３．
３３ｍｓ／１６毎にあるいは２０８μｓ新しい値を供給
する必要があろう。好ましくは、割り込みタイマ１２１
３は、望ましい周波数でディジタル駆動信号１２１５を
生成するに必要な値をセットする。

【０１００】マイクロプロセッサ１２１１は、割り込み
タイマ１２１３に新しい値をロードすることによって周
波数調整をする。振幅調整は、非常に複雑ということで
もない。マイクロプロセッサ１２１１はベースラインか
ら粗調整値を用いた値を差し引いて、細密調整技術を用
いることによって信号１２１５のための新しい値を作
る。

【０１０１】図１６は粗調整がどのようにして行われる
か実例で説明する。トレース１６１０は幾つかのベース
ライン振幅値を含み、トレース１６２０は、ベースライ
ン値から差し引かれるべき幾つかの粗調整値を含む。例
えば、ベースラインより１５％低い振幅信号を作るため
に、トレース１６３０に示すように、マイクロプロセッ
サ１２１１は、ベースライン値から粗調整値（各々は、
対応するベースライン値の５％）を３回引き算する。

【０１０２】図１７は望ましい実施によって、如何に細
密調整がなされるかを示す。細密調整はまた、繰り返し
の減算を必要とするが、ベースライン値の％を用いる変
わりに、マイクロプロセッサ１２１１は固定オフセット
を用いる。オフセットは、ベースライン値が正である時
は、正であり、ベースライン値が負である時は負であ
り、ベースライン値がゼロの時はゼロとなる。細密調整
はトレース１７１０をトレース１７２０に変換する。細
密調整は、正弦波形をわずかに歪める傾向があるが、目
立つほどの影響ではない。

【０１０３】さらに、校正中は、マイクロプロセッサ１
２１１は、室温信号１２６５をその温度に応じてＲＡＳ
Ｅの周波数を調節するために用いる。図１８は、ＲＡＳ
Ｅにおける摂氏温度と、共振周波数との典型的な関係を
示す。ＲＡＳＥがそのような高いＱを有しているので、
適当な温度補正を確実にすることは重要である。好まし
い実施形態では、マイクロプロセッサ１２１１は、割り
込みタイマ１２１３が割り込み信号を作る時はいつで
も、新しい電圧値を決定することによって、先に述べた
ようなより高い周波数正弦波の値を形成する。マイクロ
プロセッサ１２１１は、より低い周波数正弦波の新しい
値をより高い周波数信号に関する新しい値の幾つかの所
定の番号を得た後に、ＲＯＭ１２１２にアクセスするこ
とによって形成する。例えば、２６の値を持つテーブル
から１５Ｈｚ信号を作るため、マイクロプロセッサ１２
１１は、３００Ｈｚのより高い周波数信号の０．７５サ
イクル毎のより低い周波数信号に関する新しい値を引き
出す。

【０１０４】図１９は、１６値をもつ３００Ｈｚの高周
波数正弦波および、高周波数正弦波の０．７５サイクル
毎の（あるいは１２値毎）新しい値の低周波数正弦波の
形を示す。上に説明したように、１６値を持つ３００Ｈ
ｚについて、マイクロプロセッサ１２１１は２０８μｓ
毎に割り込みを受ける。図１９は、またＳＯＳ信号とデ
ィジタル駆動信号１２１５間の関係を示す。従って、Ｓ
ＯＳ信号のレベルは、駆動信号１２１５の極性と、走査
方向を示す。

【０１０５】走査エンジン１２００のキー構成要素の基
本的理解は、走査エンジン１２００の全動作の概観を可
能にする。図２０はモーター制御に必要な走査を示すフ
ロー系統図２０００を含む まず、その手続きは、最初またはリセットの幾つかのソ
ート後に始まる（ステップ２０１０）。次に、マイクロ
プロセッサ１２１１は処理するどんなコマンドがあるか
直列インタフェース１２７０からの入力ポートを読む
（ステップ２０１５）。最初のコマンドは、幾つかの初
期値のセットであろう。

【０１０６】マイクロプロセッサ１２１１はそれから温
度を測定する（ステップ２０２０）。もし温度が余りに
熱いとコントローラ１２００は、スキャナをシャットダ
ウンするためレーザオフ信号を送る。さもなければ、手
続きは続行され、マイクロプロセッサ１２１１はＸ軸の
ための周波数（すなわち、周期）をセットする（ステッ
プ２０２５）。

【０１０７】次に、Ｘ軸走査は、最大入力または「キッ
ク」をあたえることによって始まる（ステツプ２０３
０）。マイクロプロセッサ１２１１は、それからＸ軸に
関する最大振幅を測定する（ステップ２０３５）。「キ
ック」は、最大Ｘ軸振幅がベースライン値に到達するま
で続く。そのポイントで、Ｙ軸信号偏向がスタートする
（ステップ２０４０）。

【０１０８】次に、マイクロプロセッサ１２１１は次の
コマンドを得るため再びコントロールポート（制御ポー
ト）を読む（ステップ２０４５）。もしそのコマンド
が、ＸまたはＹ振幅を修正することであれば、その修正
がなされ（ステップ２０５０）、そしてコントロールポ
ートは、他のコマンドのため再び問い合わされる（ステ
ップ２０４５）。

【０１０９】もしコマンドがこの記号２次元であること
を示すならば、マイクロプロセッサ１２１１は、走査パ
ターンの高さを増すために、Ｙ軸を開く（ステップ２０
５５）。そうした後、マイクロプロセッサ１２１１は、
走査パターンにおいて変化を反映させるために、Ｘある
いはＹ振幅を修正する（ステップ２０６０）。次に、マ
イクロプロセッサ１２１１は他のコマンドのためにコン
トロール・ポートを読む（ステツプ２０６５）。

【０１１０】もしコマンドが走査パターンが再び修正を
必要とすることを示したならば、マイクロプロセッサ１
２１１は、応答する（ステップ２０６０）。そして、次
のコマンドのためのコントロール・ポートを読む（ステ
ップ２０６５）。この時点において、もしくはコントロ
ール・ポートのより早い読み取り期間の間（ステップ２
０４５）に、コントローラ１２１０は、走査エンジン１
２００をチェックするため解読を指示するコマンドを受
けることができる。応答して、マイクロプロセッサ１２
１１は、ＲＡＳＥ（ステップ２０７０）にブレーキをか
け、次のオペレーションを待つ。望ましくは、マイクロ
プロセッサ１２１１は、ＲＡＳＥにブレーキをかけ、そ
の駆動を位相で１８０度異にして駆動する。

【０１１１】図２１は適当なラスタ走査をなすためのス
テップを示すフローチャート２１００を含む。スタート
（ステップ２１１０）の後、マイクロプロセッサ１２１
１は、合計された正弦波信号をＤ／Ａコンバータ１２２
０に送る（ステップ２１１５）。これで、走査を開始
し、あるいは続行する。次に、マイクロプロセッサ１２
１１は、コントロールポートからのコマンドに応答して
振幅あるいは周波数値を変更する必要があるかどうかに
ついて決定する（ステップ２１２０）。そうであれば、
マイクロプロセッサ１２１１は、周波数、Ｘ軸振幅、あ
るいは、Ｙ軸振幅に関する該当レジスターを修正する
（ステツプ２１２５）。レジスタを修正した後、あるい
は何等の変化要求がないならば、マイクロプロセッサ１
２１１は、Ｘ軸に関する次のベースライン値を読み出
し、対応する粗と、細密調整値（集合的にＸ）を得る
（ステップ２１３５）。

【０１１２】そして、ＸＩ調整値がＸベースライン値か
ら貯えられた値「Ｘｃｎｔｒ」と等しくなるまでの回
数、繰り返し引き算するループが始まる（ステップ２１
４５）。Ｘｃｎｔｒは、どのくらいベースライン値が修
正を必要とするかを示す。次に、マイクロプロセッサ１
２１１は、Ｙ軸値に関して同様のオペレーションセット
を実行する。上に説明したように、この操作は、望まし
い実施例では、Ｘ−軸正弦波の．７５サイクル毎に起こ
る。Ｘ軸ループと同様に、マイクロプロセッサ１２１１
は、Ｙ軸（ステップ２１５０）に関するベースライン値
と、対応するＹ−細密および粗調整値Ｙを読み出す（ス
テップ２１５５）。次に、マイクロプロセッサはＹ調整
値（ステップ２１６０）をベースラインＹ値からＸｃｎ
ｔｒと同様に貯えられた値「ｙｃｎｔｒ」に等しい回数
だけ引き算する（ステップ２１６５）。

【０１１３】調整されたＸおよびＹ値を決定した後、マ
イクロプロセッサ１２１１は一緒にそれらの値を加える
（ステップ２１７０）。そしてタイマ割り込みを待つ
（ステップ２１７５）。割り込みが発生する時、マイク
ロプロセッサ１２１１は、Ｘ軸周波数コントロールレジ
スタ中にタイマ値を再度ロードする。タイマ値は、好ま
しくは粗の値が全てか２つのサンプルポイント間で用い
られている粗周波数調整であってもよいし、小さい周波
数調整をするため２つのサンプルポイント間で用いられ
る値である細密周波数値であってもよい（ステップ２１
８０）。そうして、全ステップは、Ｄ／Ａコンバータ１
２２０に送り出される調整されたＸ軸およびＹ軸振幅の
合計とともに繰り返す（ステップ２１１５）。

【０１１４】本発明の理解を完成するために、望ましい
実施における、ＲＯＭ中に貯えられた特定の変数を知る
ことは有益である。工場での初めのプログラミングに間
に、専門家（技術者）は、最大Ｙ振幅値変数として３０
の値を割り当てる。走査エンジン１２００の中のマイク
ロプロセッサ１２１１は、粗調整および細密調整をその
値から決定する。

【０１１５】専門家は、ＲＯＭ１２１２の校正用テーブ
ル中に以下の８ビットワードを入れる。 Ｙｍａｘ：最大Ｙ振幅（最大走査パターン高さ） Ｙｍｉｎ：最小Ｙ振幅（最小走査パターン高さ） Ｘドライブ：粗および細密調整値を作るためのスタート
アップ時に用いられるＸ振幅設定 Ｆｃｒｓ：粗周波数値（調整ポイントを除く全てのサン
プル点間の距離） ＦＦｉｎｅ：細密周波数値（調整ポイント間で用いられ
る） 位相：ｘ軸周波数コントロールに関する位相基準値（位
相測定のために最大値を見つけ出すために使用される
値） Ｆｂａｃｋ：フィードバック信号を調べる時、使う振幅
基準 Ｋｃｏｕｎｔ：キックを適用するためのＸ−軸サイクル
の数 これは、各々のスキャナ向けで変化するコントローラ１
２００のプログラム・スペースの唯一の節である。ＲＯ
Ｍ中の校正表のエリアは、再プログラムをサポートする
に十分大きい。望ましくは、各々のスキャナの校正表は
最高４回までプログラムできる。古い表の値を消すに
は、マイクロプロセッサ１２１１はＮＯＰ指示（００1
6）で、それらの値を持つ表空間を上書きする。それ
は、新しい校正表を新しく以前に予約されたＲＯＭ１２
１２のメモリ位置に書き込む。そして、マイクロプロセ
ッサ１２１１は校正表にアクセスし、ＮＯＰ指示をスキ
ップし、新しい表が入っているのを見つけるまでプログ
ラムカウンタを増す。

【０１１６】通常、専門家の必要な事は、モータがサー
ビス期間に置き代わったり、あるいは工場の調整オペレ
ータがモータ配置エラーを修正するような時、校正表を
再度プログラムすることだけである。工場では、走査エ
ンジンは自動的にモータを校正表値を作り出すように配
置された固定配置の状態に置かれている。リセットの
後、マイクロコントローラ１２１１は、ＲＯＭ１２１２
からマイクロプロセッサ１２１１中のＲＡＭの中に校正
表をロードする。下記の節で表題「走査エンジン・イン
タフェース」で説明するように、ＲＡＭロケーションは
走査パターン変化の「動作中に」効果のある校正モード
を用いることによって修正することができる。しかし、
ほとんどの場合、走査エンジンインタフェースは、特定
の振幅の解読器と、ＯＰＥＮＹのようなコマンドを通し
た開口率を持つことによって動的走査パターンの変化を
可能にする。しかし、普通に生成さられたコマンドは、
校正値を変化させることはないし、校正モードの役割も
ない。制御変数マイクロプロセッサ１２１１の中で走査
エンジン１２００が生成するコマンドは、ベースライン
値を処理するために使用する。

【０１１７】前述の記載から明らかなように、走査エン
ジン１２００の設計は、その走査動作を強力にし、効果
あるものとする。走査エンジン１２００のもう一つの利
点は、それが極わずかの空間しか必要としないことであ
る。図２２（Ａ）は、レーザ２２１０、ＲＡＳＥミラー
２２２０、マイラー組み立て２２２５、モータコイル１
２４０を含む好ましいアッセンブリの斜視図を示す。

【０１１８】図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）の下から見
た異なった斜視図を示し、下側にレーザ２２１０とコイ
ル１２４０を装着したプリント回路基板（ＰＣＢ）を駆
動する走査エンジンとともに、再びレーザ２２１０を示
してある。走査エンジン駆動ＰＣＢ２２５０は、最も大
きな要素としてコントローラ１２１０を持つ図１２で示
される電子部品を含む。

【０１１９】図２２（Ｃ）は、検知器２２２０とそのＰ
ＣＢ２２６０の関係を示す。デコーダ回路は、望ましく
はスキャナの他の部位である異なったＰＣＢ上に実装さ
れる。 ２．歳差運動 容易には明らかでないが、好ましい実施例の他の特徴
は、１５Ｈｚのより低い周波数を選ぶことの理由であ
る。結局、図１５（Ａ）は、幾つかの異なる周波数が適
切なレスポンスを供給することを示唆する。１５Ｈｚを
選ぶ理由が２９０ＨｚのＸ軸走査周波数が１５Ｈｚの整
数倍でないということである。実際の比率は約１９．５
である。

【０１２０】Ｘ軸走査周波数がＹ軸走査周波数の整数倍
でないとき、その走査パターンは、歳差運動、もしくは
転がり運動の傾向を帯びる、なぜなら、２つの軸に沿っ
た運動が同時には始まらないからである。そのような歳
差運動が不利であることを見つけるかもしれないが、実
際にはバーコード記号の異なる部分を走査するには役立
つことができる。

【０１２１】例えば、バーコードが読取るのが困難であ
る幾つかの部分を持っていたり、あるいは、列が密接に
パックされているような場合である。その場合は、走査
パターンの歳差運動は連続した走査がホン記号の異なる
部分を横切ることを確認し、より正確な読み取りを提供
できることができる。図２３（Ａ）〜図２３（Ｃ）は、
歳差運動中の連続した走査パターンを示す。このパター
ンが示すように、その走査は、そのパターンを通して異
なるパスを横切ることにより、よりよく全面のカバーを
成す。

【０１２２】より好ましい実施では、その歳差運動は、
その比率がＸ軸とＹ軸周波数の割合に依存するのである
が、各々のスキャナにおいて設計される。ＲＯＭ１２１
２の適正なプログラミングは、校正中のように、変化さ
せたリ、あるいは、歳差運動を排除さえできる。 ３．走査エンジン・インタフェース 先の議論が示唆しているように、走査エンジン１２００
は、スキャナ１００の他の部分と通じ合わなければなら
ない。図２４は、走査エンジンと１２００デコーダ２４
１０、ディジタイザ２４２０と、光検出器２４３０との
間のインタフェースを示すブロック図である。図２４に
おいて、光検出器２４３０は反射された光を受け、受光
した光のレベルを反映した電気信号を出力する。ディジ
タイザ２４２０は、その電気信号から上記に検討された
ＤＢＰ信号を作る。

【０１２３】解読器２４１０は、バーコードデータを解
読すると共に、スキャナ１００の動作を制御する両方の
ための回路を表す。図２４で示すように、解読器２４１
０は、走査エンジン１２００からＳＯＳ信号１２９０を
受け、ＺＩＦ直列インタフェース１２７０を介してマイ
クロプロセッサ１２１１とコマンドとデータを交換す
る。解読器２４１０はまた、ＤＢＰデータをディジタイ
ザ２４２０から受け、そして解読器２４１０へ高品質結
果を確実にするため自動利得制御信号（ＡＧＣ）をフィ
ードバックする。

【０１２４】図２４において示された大部分の信号およ
びインタフェースが、上述されたとおりである。述べて
いない重要な一つは、ＺＩＦ直列インタフェース１２７
０である。本インタフェースは、非常に強力である、な
ぜなら、それは、走査エンジン１２００がスキャナ１０
０の残りとともに働き、先に記述した箇条した利点を生
むからでである。

【０１２５】図２５に、ＺＩＦインタフェース１２７０
上で交換されるコマンドとメッセージのより好ましいフ
ォーマットを示す。コマンドとメッセージは８ビットバ
イト２５００で送られる。各々のバイトは、ニブル２５
１０とニブル２５２０のような２つの４ビットニブルか
らなる。ニブル２５１０は、望ましくは、コマンドとメ
ッセージ識別子を運び、そしてニブル２５２０は、その
コマンドのメッセージによって要求される何らかのデー
タを転送する。

【０１２６】図２６は、好ましい実施例において走査エ
ンジン１２００及び解読器２４１０の間でＺＩＦ直列イ
ンタフェース１２７０上で交換されるコマンドとメッセ
ージのリストである。解読器２４１０から走査エンジン
１２００への８つのコマンドと、走査エンジン１２００
から解読器２４１０への５つのメッセージがある。その
校正コマンドは、走査エンジン１２００を校正するため
に、主に工場で使用される。好ましい実施形態において
は、マイクロプロセッサ１２１１は、ＳＯＳ信号１２９
０がロー（低値）であれば、校正コマンドに応答するだ
けである。そうでなければ、マイクロプロセッサ１２１
１はこのコマンドを無視する。

【０１２７】校正の特定の意図は、マイクロプロセッサ
１２１１にあるＲＡＭを変化させたりあるいは読んだり
することである。校正は、後にフィードバックして調整
する走査要素のパラメータの最初の近似値を提供する。
校正コマンドにおけるニブル２５２０は、ＲＡＭモード
が読み（０００１）か、書き込み（００００）か、終了
（００１０）かを示すことができる。もし走査エンジン
がすでに校正モードであれば、読みとり、書き込み、終
了といった付加モードは、ＳＯＳ信号１２９０をホール
ドする事なしにセットされることが可能である。

【０１２８】ＲＡＭアドレスの内容を変化させるため
に、解読器２４１０は、走査エンジン１２００を書き込
みＲＡＭ校正モードとし、そしてそれを望まれるＲＡＭ
アドレス（１バイト）に送る。応答して、走査エンジン
１２００は解読器２４１０へそのアドレスをエコーし、
そして解読器はそのエコーが正しいかどうかをチェック
する。次に、解読器２４１０は、ＲＡＭアドレスのため
データを送り、そして走査エンジン１２００は解読器２
４１０がチェックするためのデータをエコーする。

【０１２９】ＲＡＭロケーションを読むため、解読器２
４１０は走査エンジン１２００を読みとりＲＡＭ校正モ
ードになり、そして所望のＲＡＭ（１バイト）アドレス
を送る。応答して、走査エンジン１２００はその指示さ
れたＲＡＭアドレスからのデータを送り返す。これらの
２つのメカニズムは、解読器２４１０が走査エンジン１
２００を動的に変化させることができるようにする。例
えば、これは解読器２４１０が、走査中どうやってＸ軸
とＹ軸振幅を変化させることができるかを示す。

【０１３０】ＡＩＭ ＳＬＡＢコマンドは、ねらいを付
けたりまたは最初の取得したりするため、走査エンジン
が走査要素を予め定義したパターン中に置くことを指示
する。しかし、このコマンドはレーザを制御するもので
はない。ＡＩＭ ＤＯＴコマンドは、太陽光のなかで、
ねらいを付けた点のために、走査エンジンが走査要素を
予め定義されたパターン中に置くことを指示する。この
コマンドもまたレーザを制御しない。

【０１３１】ＳＥＴ Ｙ ＡＮＧＬＥコマンドは、走査
エンジン１２００に、後に述べるＯＰＥＮ Ｙコマンド
に応答してＹ方向に開く最大角度を指示する。このコマ
ンドは、ニブル２５２０中に１６の可能な角度のうちの
一つを特定するデータを持つ。ＯＰＥＮ Ｙコマンド
は、走査エンジンが１６の可能な比率の一つでＹラスタ
パターンを開くよう指示する。その比率はニブル２５２
０にエンコードされる。そのＯＰＥＮ ＹコマンドがＳ
ＥＴ Ｙ ＡＨＢＬＥコマンドなしに送られるならば、
走査エンジン１２００は最大角度をデフォルト値として
選ぶだろう。もし他の角度が必要であれば、ＯＰＥＮ
Ｙコマンドは、直ちにＳＥＴ Ｙ ＡＮＧＬＥコマンド
に従うべきである。

【０１３２】ＣＬＯＳＥ Ｙコマンドは、走査エンジン
１２００がＹラスタパターンを閉じるよう指示する。そ
の比率はニブル２５２０にエンコードされ、そして１６
の可能な値の一つを持ちうる。ＢＲＡＫＥコマンドは、
走査エンジン１２００にＸ運動、Ｙ運動、あるいはその
両方に制動をかけるように指示する。ニブル２５２０内
のパラメータはどちらの運動が制動をかけられるべきで
あるかを示す。

【０１３３】ＳＴＡＴＵＳ ＲＥＱＵＥＳＴコマンド
は、走査エンジン１２００から状態を求める。スキャナ
は走査要素やレーザの現在の状態で応答する。ＯＰＥＮ
Ｙ ＤＯＮＥメッセージは走査エンジン１２００が最
大プログラムＹ開口に到達してしまったことをしめす状
態メッセージである。このメッセージはＯＰＥＮ Ｙコ
マンドに従うのみである。

【０１３４】ＣＬＯＳＥ Ｙ ＤＯＮＥメッセージは、
走査エンジン１２００がＹ方向のラスタをクローズする
のを終了する時に送られる状態メッセージである。それ
は、ＣＬＯＳＥ Ｙコマンドに従うのみである。ＳＴＡ
ＴＵＳメッセージは、ＳＴＡＴＵＳコマンドに対する走
査エンジン１２００の応答である。それはレーザおよび
ニブル２５２０中の走査要素の状態を示す。

【０１３５】ＲＥＳＥＴ ＤＯＮＥメッセージは、うま
くパワーアップするに従って送られ、そして走査エンジ
ン１２００がＺＩＰ直列インタフェース１２７０上のコ
マンドを今受けとれるということを示す。ニブル２５２
０は、マイクロプロセッサ１２１１で実行される走査エ
ンジンソフトウエアのバージョン番号を含む。 ４．簡略化された走査高さ制御 上述した本発明のある種の態様では、走査エンジン１２
００のような走査エンジンの使用を必要としない。例え
ば、走査高さにおける変化は、走査エンジン１２００の
自在性と強靭さを失うが、もっと簡単な回路で達成する
ことができる。図２７は、回路２７００の一方式を示
す。

【０１３６】回路２７００は、感知されたバーコードが
２次元バーコードであることを示す入力信号２７１０と
して受け取る。信号２７１０は、振幅制御回路２７２０
が制御信号Ｖｃを感知された記号が２次元バーコードで
符号化されているとき走査パターンの高さを増すように
しむける。図２８は、時間の関数としてＶｃを示す。Ｖ
ｃは時間Ｔｏでより大きなパターンで走査が開始される
まで最初の振幅Ｖ１を維持する。その時間から、Ｖｃは
時間Ｔ１（パターンがその最大高さに広がってしまった
時である）まで直線的に上がる。その時、ＶｃはＶ２に
ある。

【０１３７】回路２７００において、乗算器２７４０
は、ＶをＹ軸発振器２７３０からの信号と混合する。そ
してＹ軸駆動手段（ドライバー）２７５０は、その混合
された信号をＲＡＳＥのためのマイラーマウントのよう
にＹ軸走査要素２７６０を制御するため使用する。それ
ゆえ、回路２７００は、すべてのモードで働く。スキャ
ナ１００が走査しない時、あるいはそれが１次元バーコ
ードを走査している時には、Ｖｃは最初の値Ｖ１のまま
である。スキャナ１００が２次元バーコードを走査して
いる時、回路２７００は、より大きいパターンを作るた
めＶｃを増す。

【０１３８】図２９は、Ｖｃを生成するための振幅制御
回路の好ましい実施例を示す。信号２７１０は、値Ｃ１
である充電コンデンサ２９２０に並列接続されたアナロ
グスイッチ２９１０にクロスして接続される。コンデン
サ２９２０とスイッチ２９１０の両方の一端は、作動増
幅器２９３０の逆相端子と、可変抵抗２９４０の一端に
接続する。抵抗２９４０の他端はグラウンドにつなが
る。抵抗２９４０の値は、Ｒ８である。コンデンサ２９
２０とスイッチ２９１０の他端は、抵抗２９５０を通し
て作動増幅器２９３０の出力に接続する。抵抗２９５０
の値は、Ｒ９である。

【０１３９】オペアンプ２９３０の非反転入力は、値が
それぞれＲ６，Ｒ７である抵抗２９６０と抵抗２９６５
によって作られる分圧器の接点に接続する。抵抗２９６
０はまた供給電圧Ｖｃｃに接続し、抵抗２９６５はまた
グラウンドにつながる。スイッチ２９１０、コンデンサ
２９２０、抵抗２９５０の接点は、またツェナーダイオ
ード２９７０と接続され、出力電圧信号Ｖｏを作る。ツ
ェナーダイオード２９７０はブレークダウン電圧Ｖを持
ち、グラウンドにも接続する。抵抗２９５０の値、Ｒ９
はツェナーダイオード２９７０中の電流を安全レベルに
制限するように選ばれる。

【０１４０】電圧Ｖ0の出力は、電位差計２９８０の終
端にあらわれ、その値は、Ｒ１０である。電位差計２９
８０の他端はグランドにあり、そして制御電圧Ｖは、電
位差計２９８０のワイパーアームにあらわれる。スキャ
ナが２次元バーコードを走査していないときは、信号２
７１０は低値で、スイッチ２９１０は閉じている。これ
は、コンデンサ２９２０を放電しＶ０をＶＪに等しくさ
せる。そして順次Ｖｃを定値にセットする。

【０１４１】２次元バーコードを走査するときは、信号
２７１０は高値で、スイッチ２９１０は開である。これ
で、コンデンサ２９２０をＶＪ，Ｒ８，Ｃ１でセットさ
れた割合で充電する。回路２７２０はそれから積分器と
して働き、電圧Ｖ０がツエナーダイオード２９７０のブ
レークダウン電圧Ｖｚにまで直線的に成長させる。その
Ｖ０点でそれ以上上昇することはない。制御電圧Ｖｃが
後に続く。電圧Ｖ０は、スイッチ２９１０が閉じ、コン
デンサ２９２０を急速に放電し、Ｖ０をＶｊに減少させ
るまで、電圧Ｖｚのままである。

【０１４２】VI 結論 本発明の先に述べた具体例と実施は、示された詳細の発
明に限定されることを意味するものではない。それより
むしろ、種々の変形と構造上の変形が、本発明の精神か
ら離れないで作られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従ってレーザ走査システムの
一具体例の概略構成図である。

【図２】図２は、従来のラスタ走査パターンの図であ
る。

【図３】図３は、本発明によるバーコードを感知し、特
定し、解読する好ましい手続きのフローチャートであ
る。

【図４】図４（Ａ）−４（Ｄ）は、ラスタ走査光ビーム
とバーコードの例である。

【図５】図５は、走査パターンを斜めに走査するよう１
次元バーコードを横断するラスタ走査パターンを示す。

【図６】図６（Ａ）−６（Ｄ）は、最初に走査パターン
を斜めに走査するよう２次元バーコードを横断するラス
タ走査パターンの例である。

【図７】図７は、本発明によるラスタパターン制御を示
す高水準ダイアグラムである。

【図８】図８は、走査パターンを斜めに走査する記号の
概要を示す正面図である。

【図９】図９は、２次元記号の全ラスタ走査をみたすた
めの手続きの流れ図である。

【図１０】図１０は、全ラスタモードでのスキャナの制
御を示す走査システムのブロック図である。

【図１１】図１１は、走査目標物がバーコードであるか
どうかを決定する回路図である。

【図１２】図１２は、走査エンジンのブロック図であ
る。

【図１３】図１３は、図１２の走査エンジンに用いられ
たＰＷＭ調整器の好ましい構成を示す図である。

【図１４】図１４は、図１３のＰＷＭ調整器で使用のス
イッチを示す図である。

【図１５】図１５（Ａ）は本発明において使用可能なＲ
ＡＳＥ、マイラーサポートの周波数応答の図であり、図
１５（Ｂ）はＲＡＳＥに関して大きさ及び位相の変化を
周波数の関数として示す図である。

【図１６】図１６は、きめの粗い振幅調整を示す２つの
正弦波の図である。

【図１７】図１７は、きめの細かい振幅調整を示す２つ
のトレースの図である。

【図１８】図１８は、温度でＲＡＳＥの共振周波数の変
化を示すグラフである。

【図１９】図１９は、図１２で示されるディジタル駆動
信号のための正弦波の合成方法を説明する図である。

【図２０】図２０は、図１２における走査エンジンのモ
ータ制御のための動作フローチャートである。

【図２１】図２１は、ラスタ走査をするための手続きの
フローチャートである。

【図２２】図２２（Ａ）−２２（Ｃ）は、図１２におい
て走査エンジンの好ましい組立を示す異なった透視図で
ある。

【図２３】図２３（Ａ）−２３（Ｃ）は、走査パターン
とそれの走査している図である。

【図２４】図２４は、図１２における走査エンジンと他
のサブシステムとのインタフェースを示すブロック図で
ある。

【図２５】図２５は、図１２で示される走査エンジンで
交換されるコマンドとメッセージのための好ましいフォ
ーマットを示す図である。

【図２６】図２６は、図２５のフォーマットを用いて交
換されるコマンドとメッセージのリストである。

【図２７】図２７は、ラスタ走査パターンの高さを変化
させるための回路のブロック図である。

【図２８】図２８は、時間関数として図２７の信号の一
つの変化を示す。

【図２９】図２９は、図２７に用いた振幅制御回路のブ
ロック図を示す。

【符号の説明】

７００ ラスタ制御プロセッサ ７１０ 走査エンジン １０１０ スキャナ １０２０ スキャナインタフェース １０３０ 解読器 １０４０ Ｄ／Ａコンバータ １０５０ Ｄ／Ａコンバータ １０６０ フィードバック信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハロルド チャリック アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11733 イースト セトウケット アベイ レー ン 31 (72)発明者 ジェームス ジーベル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11803 イースト ノースポート ウイリアムズ ストリート 22 (72)発明者 ステファン オスターウェル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11731 プレインビュー ウィットロック スト リート 25 (72)発明者 サンディープ クーマー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11733 イースト セトウケット バニー レイ ン 32 (72)発明者 ジョン バリレ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11741 ホルブルック サウス ロバーツ スト リート 275 (72)発明者 ポール アール ポロニィウィックズ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11733 イースト セトウケット バッキンガム メドウ ロード ２ (72)発明者 アンソニー ディ ビィウゾ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11720 サウス セトウケット ベルウッド ア ベニュー 24 (72)発明者 スチーブン エム チュー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11731 イースト ノースポート クレイ ピッ ツ ロード 340

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望の磁界を作るため、コイルを駆動す
   る制御回路であって、 前記コイルに接続され、アナロ
   グ駆動信号によってコイルを通して流れる所望の電流を
   生じるパルス幅変調調整器と、 前記パルス幅変調調整器に接続され、ディジタル駆動信
   号からアナログ駆動信号を生成するディジタル／アナロ
   グ変換器と、 前記ディジタル／アナログ変換器に接続され、前記ディ
   ジタル駆動信号を生成するためのコントローラとを有す
   ることを特徴とする駆動制御回路。
2. 【請求項２】 コイルの駆動方法において、 アナログ駆動信号によってコイルを通して流す所望の電
   流信号を生じるステップと、 ディジタル駆動信号から前記アナログ駆動信号を生成す
   るステップと、 前記ディジタル駆動信号を生成するステップと、を有す
   ることを特徴とするコイル駆動方法。
3. 【請求項３】 所望の走査パターンを生成する走査要素
   を駆動するための制御回路であって、 前記走査要素の動きを制御するための磁界を発生させる
   コイルと、 前記コイルに接続され、アナログ駆動信号によって前記
   コイルを通して流れる所望の電流を生じるためのパルス
   幅変調調整器と、 前記パルス幅変調回路に接続され、ディジタル駆動信号
   から前記アナログ駆動信号を生成するディジタル／アナ
   ログ変換器と、 前記ディジタル／アナログ変換器に接続され、前記ディ
   ジタル駆動信号を生成するためのコントローラと、 を有することを特徴とする駆動制御回路。
4. 【請求項４】 コイルによって作られる磁界を通して走
   査要素を制御するステップを有し、該走査要素を駆動す
   るための方法であって、 アナログ駆動信号によって前記コイルを通して流れる所
   望の電流信号を生成するステップと、 ディジタル駆動信号から前記アナログ駆動信号を作成す
   るステップと、 前記ディジタル駆動信号を生成するステップと、 を有することを特徴とする駆動方法。
5. 【請求項５】 物体の光学的走査を制御するための制御
   システムにおいて、 物体に対して光ビームを相対的に動かす走査要素と、 外部コマンドを受け取り、該外部コマンドから内部制御
   信号を生成し、メッセージを形成するプロセッサと、 前記内部走査制御信号に応答して予め決められたパター
   ンで前記光ビームを動かすようにする前記走査要素に電
   圧を加えるための走査要素駆動手段と、を有する走査制
   御部と、 該走査制御部に接続され、 前記走査要素に向けて前記光ビームを差し向ける光ビー
   ムスキャナと、 前記物体から反射した光ビームの１部を受け、受光した
   反射光ビームを示す電気信号を生成するように設けられ
   た検出器と、 前記電気信号を受け、前記外部コマンドを形成し、前記
   メッセージを受け取る、ための中央制御手段と、を有す
   る検出部と、 前記検出器部と前記走査制御部との間に設けられ、定義
   フォーマットのコマンドを前記検出部から前記走査制御
   部へ転送し、前記定義フオーマットのメッセージを前記
   走査制御部から前記検出部へ転送するためのインタフェ
   ースチャンネルと、を設けたことを特徴とする制御シス
   テム。
6. 【請求項６】 ２次元パターンを横切って光ビームを走
   査するスキャナーにおいて、 前記光ビームを生成するための光源と、 前記２次元パターン内に光ビームを動かすための走査要
   素と、 前記走査要素が、Ｘ軸駆動信号に応答して第１の周波数
   で第１の方向に光ビームを動かせるようにしたＸ軸駆動
   手段と、 前記走査要素が、Ｙ軸駆動信号に応答して第２の周波数
   で前記第１の方向とは互いに直角となるような第２の方
   向に光ビームを動かせるようにしたＹ軸駆動手段と、 互いに整数倍の関係に無い第１と第２の周波数で、Ｘ軸
   駆動信号とＹ軸信号を生成することにより、前記２次元
   パターンをに歳差運動セスさせる走査制御回路と、 を設けたことを特徴とするスキャナ。
7. 【請求項７】 定義された境界を持つバーコード記号を
   読むためのバーコードリーダにおいて、 予め決められたパターンで目標物に光ビームを指向する
   ための光ビームスキャナと、 目標物からの反射された光ビームの一部を受け、受光し
   た反射光ビームを示す電気信号を生成する検出器と、 前記目標物がバーコード記号であるか否かを決定するた
   めの識別手段と、 前記電気信号に応答し、前記目標物がバーコード記号で
   あるならば、その目標物の境界まで予め決まったパター
   ンの形状を適合させるように前記スキャナを制御するた
   めのフィードバック手段と、 を設けたことを特徴とするバーコードリーダ。